Når det kommer til exoplaneter, har vi opdaget en række ekstremer - fremmede verdener, der ligner mere science fiction end virkelighed. Kraftfulde tyngdepunktforstyrrelser fra de to stjerner kan let slibes en planet til støv, og hvad måske forhindre, at den dannes i første omgang.
En ny undersøgelse har afsløret et slående par af vildt forkert tilpassede planetdannende diske i det unge binære stjernesystem HK Tau. Det er det klareste billede nogensinde af protoplanetære diske omkring en dobbeltstjerne, der kaster lys over planetenes fødsel og eventuelle bane i et flerstjernet system.
"Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) har givet os en hidtil uset opfattelse af en hovedstjerne og dens binære ledsager, der sportsligt indbyrdes forkert justerede protoplanetære diske," sagde Eric Jensen fra Swarthmore College i en pressemeddelelse. "Faktisk ser vi muligvis dannelsen af et solsystem, der måske aldrig slå sig ned."
De to stjerner i systemet - beliggende ca. 450 lysår væk i stjernebilledet Tyren - er mindre end fire millioner år gamle og er adskilt med ca. 58 milliarder kilometer, eller 13 gange Neptuns afstand fra solen.
ALMAs høje følsomhed og hidtil uset opløsning gjorde det muligt for Jensen og kolleger fuldt ud at løse rotationen af HK Taus to protoplanetære diske.
”Det er lettere at observere spredt gas og støv, fordi det har mere overfladeareal - på samme måde som det måske er svært at se et lille stykke kridt på afstand, men hvis du grundlægger kridt og spredte skyen af kridtstøv, kunne du se det længere væk, ”fortalte Jensen til Space Magazine.
Kulmonoxidgassen kredser om begge stjerner i to brede bælter, der tydeligt roterer - den side, der roterer væk fra os, er rødskiftet, mens den side, der drejer mod os, er blåskiftet.
”Hvad vi finder i dette binære system er, at de to kredsløbskiver er orienteret meget forskelligt fra hinanden, med en vinkel på 60 eller 70 grader mellem deres orbitalplan,” fortalte Jensen til Space Magazine. Fordi diske er så forkert tilpasset, er det klart, at mindst en også er ude af synkronisering med deres værtsstjerners bane.
”Denne klare ujævnhed har givet os et bemærkelsesværdigt kig på et ungt binært stjernesystem,” sagde medforfatter Rachel Akeson fra NASA Exoplanet Science Institute ved Californiens teknologiske institut. ”Selvom der før har været antydninger om, at denne type forkert tilpassede system findes, er dette det reneste og mest slående eksempel.”
Stjerner og planeter dannes af store skyer af støv og gas. Små lommer i disse skyer kollapser under tyngdekraften. Men når lommen krymper, snurrer den hurtigt, med det ydre område fladt ud i en turbulent disk. Til sidst bliver den centrale lomme så varm og tæt, at den antænder nuklear fusion - ved fødslen af en stjerne - mens den ydre disk - nu den protoplanetære disk - begynder at danne planeter.
På trods af dannelse fra en flad, regelmæssig disk, kan planeter ende i meget excentriske bane og kan være forkert justeret med stjernens ækvator. En sandsynlig forklaring er, at en binær ledsagerstjerne påvirker dem - men kun hvis dens bane oprindeligt er ujævnt med planeterne.
”Fordi disse diske er ujævnt tilpasset den binære bane, så vil det også være banerne på de planeter, de danner,” fortalte Jensen til Space Magazine. "Så i det lange løb vil den binære ledsager påvirke disse planetbaner, hvilket får dem til at svinge og har tendens til at komme mere på linje med den binære bane og samtidig blive mere excentriske."
Ser fremad, ønsker forskerne at afgøre, om denne type system er typisk eller ikke. Hvis det er tilfældet, kan tidevandskræfter fra ledsagende stjerner let forklare de orbitalegenskaber, der gør den nuværende prøve af exoplaneter så ulig planeterne i vores eget solsystem.
Resultaterne vises i Nature den 31. juli 2014.
